Monitoreo de Condición de Transformadores de Potencia Basado en la Evaluación de Propiedades del Aceite
Autores: Bryakin, Ivan V.; Bochkarev, Igor V.; Khramshin, Vadim R.; Gasiyarov, Vadim R.; Liubimov, Ivan V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Monitoreo de Condición de Transformadores de Potencia Basado en la Evaluación de Propiedades del Aceite
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Técnicas
Método de diagnóstico
Bucle de medición
Parámetros físico-tecnológicos
Propiedades del aceite aislante
Sistema de monitoreo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los autores revisan las técnicas aplicadas para diagnosticar el envejecimiento del aceite. Además, los autores proponen un nuevo método de diagnóstico. Este estipula un bucle de medición de alta frecuencia adicional formado en un transformador en funcionamiento. Esta celda de capacitor de medición dieléctrica incluye una capacitancia parásita generada por el devanado y el núcleo del transformador. El monitoreo de la dependencia entre los parámetros físico-tecnológicos del aceite y la capacidad de la celda de medición es fundamental para los procedimientos de determinación de la composición y propiedades del aceite del transformador que llena esta celda. La señal de salida es de alta frecuencia y baja tensión. Para prevenir la influencia cruzada de circuitos de alta tensión de baja frecuencia y de baja tensión de alta frecuencia, la alta frecuencia de baja tensión piloto es excitada por un capacitor de acoplamiento especial; la salida hacia el alimentador de potencia se realiza a través de un choke de baja frecuencia apropiado, donde la celda de capacitor de medición no interfiere con el funcionamiento normal del transformador. Los procesos físicos clave utilizados para el monitoreo son analizados y descritos en detalle. Los autores desarrollan un algoritmo para calcular las resistencias actuales tanto del aceite del transformador como de sus impurezas. El estado del transformador se estima comparando los parámetros especificados con límites permisibles preestablecidos. Se propone un diagrama de flujo estructural basado en dos detectores de cuadratura sincrónicos para un bucle de medición de alta frecuencia. El sistema de monitoreo considerado permite determinar las siguientes propiedades del aceite aislante utilizando el algoritmo para procesar los datos registrados: contenido de humedad; pérdidas dieléctricas debido a la acumulación de productos de envejecimiento en el aceite y su contaminación; y el contenido de gases disueltos en el aceite. La operatividad y eficiencia del sistema de monitoreo se confirman mediante estudios experimentales apropiados. Los experimentos se realizan utilizando un transformador lleno de aceite TM-25-6/0.4 con una capacidad de 25 kVA en un modo de operación en estado estable con una corriente de carga de 25 A. Se encuentra que el sistema de control propuesto permite identificar un defecto crítico de aumento en el contenido de humedad en el aceite con un error no mayor al 10%, y un umbral de sensibilidad en el orden de décimas de ppm.
Descripción
Los autores revisan las técnicas aplicadas para diagnosticar el envejecimiento del aceite. Además, los autores proponen un nuevo método de diagnóstico. Este estipula un bucle de medición de alta frecuencia adicional formado en un transformador en funcionamiento. Esta celda de capacitor de medición dieléctrica incluye una capacitancia parásita generada por el devanado y el núcleo del transformador. El monitoreo de la dependencia entre los parámetros físico-tecnológicos del aceite y la capacidad de la celda de medición es fundamental para los procedimientos de determinación de la composición y propiedades del aceite del transformador que llena esta celda. La señal de salida es de alta frecuencia y baja tensión. Para prevenir la influencia cruzada de circuitos de alta tensión de baja frecuencia y de baja tensión de alta frecuencia, la alta frecuencia de baja tensión piloto es excitada por un capacitor de acoplamiento especial; la salida hacia el alimentador de potencia se realiza a través de un choke de baja frecuencia apropiado, donde la celda de capacitor de medición no interfiere con el funcionamiento normal del transformador. Los procesos físicos clave utilizados para el monitoreo son analizados y descritos en detalle. Los autores desarrollan un algoritmo para calcular las resistencias actuales tanto del aceite del transformador como de sus impurezas. El estado del transformador se estima comparando los parámetros especificados con límites permisibles preestablecidos. Se propone un diagrama de flujo estructural basado en dos detectores de cuadratura sincrónicos para un bucle de medición de alta frecuencia. El sistema de monitoreo considerado permite determinar las siguientes propiedades del aceite aislante utilizando el algoritmo para procesar los datos registrados: contenido de humedad; pérdidas dieléctricas debido a la acumulación de productos de envejecimiento en el aceite y su contaminación; y el contenido de gases disueltos en el aceite. La operatividad y eficiencia del sistema de monitoreo se confirman mediante estudios experimentales apropiados. Los experimentos se realizan utilizando un transformador lleno de aceite TM-25-6/0.4 con una capacidad de 25 kVA en un modo de operación en estado estable con una corriente de carga de 25 A. Se encuentra que el sistema de control propuesto permite identificar un defecto crítico de aumento en el contenido de humedad en el aceite con un error no mayor al 10%, y un umbral de sensibilidad en el orden de décimas de ppm.